Анализ теплового баланса в неотапливаемых животноводческих помещениях

Путем анализа теплового баланса можно решить следующие задачи:

1. При какой температуре наружного воздуха фактически рассчитанный тепловой баланс обеспечит температуру внутри помещения в пределах гигиенической нормы?

2. Какой будет температура воздуха внутри помещения в самый холодный период года?

3. Если температура воздуха внутри помещения в самый холодный период года не будет соответствовать ГОСТу, выяснить причины нарушений теплового баланса.

1. Пользуясь данными формулы расчета теплового баланса, находим ∆t нулевого баланса, при котором внутри помещения температура будет в норме:

∆t_нб = [Q_Ж – (W_З.Д. + 13% ∑KF)] / (L × 0,31 + ∑KF)

∆t_нб=[145756–(5785,8+1664,1)]/(28630,6×0,31+2174,45)=138306,1/10759,4≈ 12,5 ⁰C

t_вн = +10˚C

t_наруж = -7,8˚C

∆t_факт = t_вн - t_наруж = 10 – (-7,8) = 17,8⁰C

t_{наруж. расч.} = 10⁰C – 12,5⁰C = – 2,5⁰C

Температура внутри коровника будет находиться в пределах нормы до тех

пор, пока температура наружного воздуха не опустится ниже – 2,5⁰C

2. Какой будет температура внутри помещения в самый холодный период?

Для решения этой задачи нужно провести арифметическое сравнение по абсолютным значениям температуры наружного воздуха (расчетной и фактической).

t_{наруж. расч.} =-2,8⁰C

t_{наруж факт.} = -7,8^0C

Отсюда 2,5 < 7,8 (на 5,3). Далее по формуле:

t_вн = t_вн (по норме) – разница между наружной расчётной и наружной фактической температурами

t_вн = 10˚C (по ГОСТу) – 5,3˚C = + 4,7˚C

В самый холодный период года температура воздуха внутри помещения будет +4,7˚C.

Далее необходимо сопоставить температуру внутри помещения в самый холодный период года с допустимыми колебаниями по ГОСТу и выявить причины нарушения теплового баланса. Допустимые колебания температуры воздуха внутри помещения по ГОСТу ±5˚C.

норма +10˚C	+15˚C
	Реальная +4,7˚C
	+5˚C

В нашем случае температура внутри помещения может понижаться в холодный период до +4,7˚C .Это не укладывается в допустимые колебания по ГОСТу.

3. Нам нужно установить причины нарушения теплового баланса, т.к. наша температура не укладывается в допустимые колебания по ГОСТу. Для этого необходимо определить:

а) соответствует ли фактическое поголовье животных площади помещения. Находим полезную площадь пола, которая составляет 60% от общей.

S(пола) × 0,6 = S(полезн.)

S(полезн.) = 1386 ×0,6 = 831,6 м²

б) находим площадь на одну голову:

S(полезн.) / поголовье = 831,6/200 = 4,158 м² /гол.

Сравниваем фактическую площадь с нормами на 1 голову.

По ГОСТу: 2,2 м² на голову. Обнаруживается избыток площади. Определим, сколько всего животных могло быть в помещении:

S_{(полезн.)} / S_{(на голову по ГОСТ)} = 831,6/2,2 = 378 голов.

Нужно добавить 178 голов (378 гол. –200 гол.)

г) Определение дефицита тепла

Д.Т. = 0,31×L×∆t_факт. - 0,31×L×∆t_нб.

Д.Т.= 28630,6×0,31×17,8–28630,6×0,31×12,5=157983,7–110943,6=47040,1 ккал

д) Определение потери тепла через одну вытяжную трубу

Q_1трубы = (0,31×L×∆t_факт) / N_{вытяж. труб}, где

Q_1трубы – потери тепла через одну вытяжную трубу

N_{вытяж. труб} – количество вытяжных труб

Q_1трубы =28630,6×0,31×17,8/8 = 19748 ккал

Чтобы определить число вытяжных труб (N), подлежащих перекрытию в самый холодный период года, надо дефицит тепла разделить на тепло, теряемое через 1 трубу:

N = Д.Т. / Q_1трубы

N = 47040,1/ 19748= 2,38 ≈ 3 трубы

Рассчитав дефицит тепла, можно рассчитать мощность и количество отопительных агрегатов.

При расчете мощности электрокалорифера исходят из положения, что 1 кВт электроэнергии дает возможность получить 860 ккал тепла. Для покрытия дефицита тепла требуется 47040,1:860 = 54,7 кВт/ч электроэнергии. Поэтому необходимо установить две электрокалориферных установки типа СФОА-25 с мощностью нагревателей 22,5 кВт

В случае если хозяйство не имеет возможности получить дополнительные электрические мощности, дефицит тепла можно перекрыть путем применения теплогенераторов, работающих на дизельном топливе. При сгорании дизельного топлива 1 кг дает 12 000 ккал тепла, следовательно: 47040,1: 12 000 = 3,92 кг необходимо сжечь в течение часа, для восполнения дефицита тепла.